(57)【要約】【課題】  可変圧縮比機構の可動部の運動性を損なう諸要因を相殺し、可変圧縮比内燃機関におけるより円滑な圧縮比の変更を可能とする技術を提供する。【解決手段】  可変圧縮比内燃機関１の可動部であるシリンダブロック３に固定された吸気管１３を、クランクケース４に設けられた剛体ステー１５に固定されたばね１４によって、シリンダブロック３とクランクケース４とが相対的に離反する向きに付勢し、可変圧縮比機構の低圧縮比側への移行を迅速化する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関におけるクランク軸が組み付けられたクランクケースと、
前記内燃機関におけるシリンダが形成され、前記クランクケースに対して相対移動可能に取り付けられたシリンダブロックと、
前記クランクケースと前記シリンダブロックとを相対的に近接又は離反させることによって前記内燃機関の圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、を備えた可変圧縮比内燃機関であって、
前記シリンダブロックに対して相対移動しない場所に固定され、前記内燃機関又は前記内燃機関関連機器の運転の用に供する一つ又は複数のシリンダブロック側部材と、
前記シリンダブロック側部材の少なくとも一つを、前記クランクケースに対して前記シリンダブロックが相対的に離反する向きに付勢する付勢力発生手段と、を更に備えることを特徴とする可変圧縮比内燃機関。
【請求項２】
内燃機関におけるクランク軸が組み付けられたクランクケースと、
前記内燃機関におけるシリンダが形成され、前記クランクケースに対して相対移動可能に取り付けられたシリンダブロックと、
前記クランクケースと前記シリンダブロックとを相対的に近接又は離反させることによって前記内燃機関の圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、を備えた可変圧縮比内燃機関であって、
前記クランクケースに対して相対移動しない場所に固定され、前記内燃機関又は前記内燃機関関連機器の運転の用に供する一つ又は複数のクランクケース側部材と、
前記シリンダブロックに対して相対移動しない場所に固定され、前記内燃機関又は前記内燃機関関連機器の運転の用に供する一つ又は複数のシリンダブロック側部材と、が設けられ、
前記クランクケース側部材の少なくとも一つと前記シリンダブロック側部材の少なくとも一つとは、前記クランクケースと前記シリンダブロックとが前記可変圧縮比機構によって相対移動される方向に沿った前記クランクケース側部材と前記シリンダブロック側部材との相対移動を許容し、それ以外の方向に対する前記クランクケース側部材と前記シリンダブロック側部材との相対移動を制限する変位吸収手段を介して接続されることを特徴とする可変圧縮比内燃機関。
【請求項３】
前記クランクケースに対して相対移動しない場所に固定され、前記内燃機関又は前記内燃機関関連機器の運転の用に供する一つ又は複数のクランクケース側部材をさらに備え、
前記クランクケース側部材の少なくとも一つと前記シリンダブロック側部材の少なくとも一つとは、前記クランクケースと前記シリンダブロックとが前記可変圧縮比機構によって相対移動される方向に沿った前記クランクケース側部材と前記シリンダブロック側部材との相対移動を許容し、それ以外の方向に対する前記クランクケース側部材と前記シリンダブロック側部材との相対移動を制限する変位吸収手段を介して接続されることを特徴とする請求項１記載の可変圧縮比内燃機関。
【請求項４】
前記シリンダブロック側部材は、前記内燃機関に導入される吸気が通過する吸気通路の少なくとも一部又は前記内燃機関から排出される排気が通過する排気通路の少なくとも一部を形成することを特徴とする請求項１又は３に記載の可燃圧縮比内燃機関。
【請求項５】
前記シリンダブロック側部材及び前記クランクケース側部材は、前記内燃機関に導入される吸気が通過する吸気通路又は前記内燃機関から排出される排気が通過する排気通路の少なくとも一部を形成することを特徴とする請求項２又は３に記載の可燃圧縮比内燃機関。
【請求項６】
前記付勢力発生手段は、前記シリンダブロック側部材と、前記クランクケースに対して相対移動しない場所と、の間に設けられた弾性体であることを特徴とする請求項１又は４記載の可変圧縮比内燃機関。
【請求項７】
前記付勢力発生手段は、前記シリンダブロック側部材と前記クランクケース側部材との間に設けられた弾性体であることを特徴とする請求項２、３、又は５のいずれかに記載の可変圧縮比内燃機関。
【請求項８】
前記変位吸収手段は、筒状の外管と、前記外管の内側に摺動可能に設けられた筒状の内管と、を有し、
前記外管及び前記内管は、前記クランクケースと前記シリンダブロックとが前記可変圧縮比機構によって相対移動される方向と平行な中心軸を有し、
前記外管は、前記クランクケース側部材又は前記シリンダブロック側部材のどちらか一方の一部を形成し、前記内管は、前記クランクケース側部材又は前記シリンダブロック側部材の他方の一部を形成することを特徴とする請求項５記載の可変圧縮比内燃機関。
【請求項９】
前記変位吸収手段は、前記外管と前記内管との結合部を覆う円筒状の可撓性部材を更に備え、
前記可撓性部材の一端は前記外管に結合され、前記可撓性部材の他端は前記内管に結合されることを特徴とする請求項８記載の可変圧縮比内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮比を変更可能な可変圧縮比内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、圧縮比を変更可能な機能を有する種々の内燃機関が提案されている。このような内燃機関には、運転状況に応じて圧縮比を変更することによって燃費性能や出力性能を向上させることができるという利点がある。
【０００３】
一般に内燃機関は負荷が高い場合にノッキングが発生しやすい。従って、可変圧縮比内燃機関においては、負荷が高い運転状態では圧縮比を低圧縮比側に設定され、内燃機関の負荷が低い場合は高圧縮比側に設定されるように運転状況に応じた圧縮比制御が行われる。
【０００４】
圧縮比を変更する機構としては、クランク軸が組み付けられたクランクケースと、シリンダが形成されたシリンダブロックとをシリンダの軸線方向に相対移動可能に連結し、クランクケースとシリンダブロックとが近接又は離反するように両者を相対移動させることにより燃焼室の容積を変更する機構が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に記載の発明においては、クランクケースとシリンダブロックの両機関部材を偏心カム軸を介して連結し、この偏心カム軸をモータによって回転駆動することによって、偏心カムに倣って前記両機関部材を相対的に近接又は離反させている。
【特許文献１】特開２００３−２０６７７１号公報
【特許文献２】特開２００４−３２４４６４号公報
【特許文献３】特開平３−１３４２５８号公報
【特許文献４】特開２００２−３７１８３８号公報
【特許文献５】特開平７−２０８２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
内燃機関においては、シリンダブロックには、シリンダブロックの自重に加えて、シリンダブロックに結合された吸排気管などの機関関連部品の重量がかかっている。これらの重量は、上記のような可変圧縮比内燃機関においては、可変圧縮比機構がシリンダブロックとクランクケースとを相対移動させようとする際に、可動部であるシリンダブロックの運動性を損なう慣性となって現れ、可変圧縮比機構の円滑な動作に対する阻害要因となる場合がある。
【０００７】
また、上記のように制御される可変圧縮比機構においては、圧縮比を高圧縮比側から低圧縮比側へ変更する状況においては、内燃機関は高負荷の状態にあることから、低圧縮比側への圧縮比変更動作が緩慢だとノッキングを招きやすい。
【０００８】
しかし、従来の可変圧縮比内燃機関においては、上記のように、可動部であるシリンダブロックの運動性が損なわれ、可変圧縮比機構の円滑な動作が阻害される場合があった。その結果、特に低圧縮比側への圧縮比変更に際して、ノッキングの発生を抑制するのに十分な迅速性を得ることが困難な場合があった。
【０００９】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、可変圧縮比機構の可動部の運動性を損なう諸要因を相殺し、可変圧縮比内燃機関におけるよ
り円滑な圧縮比の変更を可能とする技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明は、クランクケースとシリンダブロックとを相対的に近接又は離反させることにより圧縮比を変更する可変圧縮比内燃機関において、可変圧縮比機構の可動部に結合された部品に、可変圧縮比機構の動作を補助する付勢力を加えることを最大の特徴とする。
【００１１】
より詳しくは、請求項１記載の発明のように、内燃機関におけるクランク軸が組み付けられたクランクケースと、
前記内燃機関におけるシリンダが形成され、前記クランクケースに対して相対移動可能に取り付けられたシリンダブロックと、
前記クランクケースと前記シリンダブロックとを相対的に近接又は離反させることによって前記内燃機関の圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、を備えた可変圧縮比内燃機関であって、
前記シリンダブロックに対して相対移動しない場所に固定され、前記内燃機関又は前記内燃機関関連機器の運転の用に供する一つ又は複数のシリンダブロック側部材と、
前記シリンダブロック側部材の少なくとも一つを、前記クランクケースに対して前記シリンダブロックが相対的に離反する向きに付勢する付勢力発生手段と、を更に備えることを特徴とする。
【００１２】
上記の発明によれば、付勢力発生手段が、シリンダブロック側部材に、クランクケースとシリンダブロックとの位置関係が相対的に離反する向きの付勢力を及ぼすため、シリンダブロック側部材を介してクランクケースとシリンダブロックには相対的に離反する向きの付勢力が常にかかることになる。従って、クランクケースとシリンダブロックとを相対的に近接又は離反させることにより圧縮比を変更する可変圧縮比内燃機関において、可変圧縮比機構がシリンダブロックをクランクケースから離反させる際に、前記付勢力発生手段は可変圧縮比機構を補助する。その結果、可変圧縮比内燃機関の圧縮比の変更をより確実に行うことができ、特に低圧縮比への変更を迅速化することができる。
【００１３】
ところで、前記付勢力発生手段は、可変圧縮比機構がシリンダブロックをクランクケースから離反させる向きの付勢力を発生させるように調整されているため、可変圧縮比機構がシリンダブロックをクランクケースに対して近接させる場合には抵抗力となる。その結果、前記付勢力発生手段が備えられていない場合と比べて、可変圧縮比内燃機関の圧縮比が高圧縮比側へ変更される際の迅速性が損なわれる可能性がある。
【００１４】
しかし、圧縮比の低圧縮比側への変更は内燃機関が高負荷の状態で行われるため、圧縮比変更が緩慢だとノッキングを招きやすいという問題があるのに対して、高圧縮比側への変更は内燃機関が低負荷の状態で行われるため、そのような問題は起こらない。従って、高圧縮比側への変更に際しての圧縮比変更の速度は、内燃機関の運転状態の安定性に影響しない。
【００１５】
ここで、付勢力発生手段は、クランクケースに固定されていてもよいが、クランクケースに限らず、本発明にかかる可変圧縮比内燃機関及びその関連機器を構成する部材であって、クランクケースに対して相対移動しない部材に固定されていてもよい。例えば、前記クランクケースがエンジンルームのフロアに固定されることにより、前記可変圧縮比内燃機関が搭載車両に固定される場合には、前記付勢力発生手段は前記エンジンルームのフロアに固定されてもよい。
【００１６】
またここで、前記付勢力発生手段およびそれが発生する付勢力としては、ばねなどの弾
性体による弾性力、磁石や電磁石による磁力、などを例示することができる。
【００１７】
また、前記シリンダブロック側部材としては、シリンダブロックに固定された吸気管、排気管、インテークマニホールド、エグゾーストマニホールド、シリンダヘッドカバー、などを例示することができる。
【００１８】
本発明においては、請求項２記載の発明のように、前記内燃機関におけるクランク軸が組み付けられたクランクケースと、
前記内燃機関におけるシリンダが形成され、前記クランクケースに対して相対移動可能に取り付けられたシリンダブロックと、
前記クランクケースと前記シリンダブロックとを相対的に近接又は離反させることによって前記内燃機関の圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、を備えた可変圧縮比内燃機関であって、
前記クランクケースに対して相対移動しない場所に固定され、前記内燃機関又は前記内燃機関関連機器の運転の用に供する一つ又は複数のクランクケース側部材と、
前記シリンダブロックに対して相対移動しない場所に固定され、前記内燃機関又は前記内燃機関関連機器の運転の用に供する一つ又は複数のシリンダブロック側部材と、が設けられ、
前記クランクケース側部材の少なくとも一つと前記シリンダブロック側部材の少なくとも一つとは、前記クランクケースと前記シリンダブロックとが前記可変圧縮比機構によって相対移動される方向に沿った前記クランクケース側部材と前記シリンダブロック側部材との相対移動を許容し、それ以外の方向に対する前記クランクケース側部材と前記シリンダブロック側部材との相対移動を制限する変位吸収手段を介して接続されることを特徴とする可変圧縮比内燃機関としてもよい。
【００１９】
このようにすると、クランクケース側部材とシリンダブロック側部材とが、圧縮比変更に伴うクランクケースとシリンダブロックとの相対移動に伴って相対的に移動することが許容されるため、両部材を一体に接続する必要がある場合や両部材を近接して設置する必要がある場合においても、可変圧縮比機構の動作を阻害づらくなる。その結果、可変圧縮比内燃機関の圧縮比の変更をより確実に行うことができる。
【００２０】
ここで、クランクケース側部材とシリンダブロック側部材とを両部材の相対運動を許容しつつ接続する手段として、前記変位吸収手段ではなく、単に可撓性を有するだけの接続手段を使用した場合、両部材の相対運動を阻害しないという前記変位吸収手段と同様の効果は得られるが、それに加えて両部材がそれ以外のあらゆる方向へ変位することをも許容してしまうため、両部材が確実に固定されるために充分な支持剛性が得られなくなる虞がある。一方、前記変位吸収手段は、クランクケースとシリンダブロックの相対移動の方向に沿ったクランクケース側部材とシリンダブロック側部材との相対移動を許容するが、それ以外の方向への両部材の相対移動を制限するため、あらゆる方向に変位可能な可撓性部材を利用した場合と比較して、前記両部材の支持剛性を高め、両部材の接続部の振動を抑制することができる。
【００２１】
請求項１記載の発明における付勢力発生手段、請求項２記載の変位吸収手段は、上述のようにそれぞれ独立に適用してもよいが、請求項３記載の発明のように、同時に適用してもよい。その場合は上述した両発明の効果を同時に得ることができる。
【００２２】
また、本発明においては、請求項４記載の発明のように、前記シリンダブロック側部材は、前記内燃機関に導入される吸気が通過する吸気通路の少なくとも一部又は前記内燃機関から排出される排気が通過する排気通路の少なくとも一部を形成するようにしてもよい。
【００２３】
ここで、前記吸気通路又は前記排気通路は、シリンダブロックの吸気ポート又は排気ポートに接続するために一方の端部をシリンダブロックに固定する必要がある。これらの通路の重量は、シリンダブロックの運動性を損なう慣性の主要な要因の一つである。
【００２４】
これに対し、請求項４記載の発明においては、これらの吸気通路又は排気通路は、付勢力発生手段によって常にシリンダブロックとクランクケースが離反する向きに付勢されるため、前記吸気通路又は排気通路の重量は、シリンダブロックだけでなく、付勢力発生手段や、それを介してクランクケース側部材にも分散してかかるようになるため、可変圧縮比機構がシリンダブロックをクランクケースから離反させる際に、シリンダブロックの運動性を損ないにくくなる。その結果、可変圧縮比内燃機関の圧縮比の変更をより確実に行うことができ、特に低圧縮比への変更を迅速化することができる。
【００２５】
また、本発明においては、請求項５記載の発明のように、前記シリンダブロック側部材及び前記クランクケース側部材は、前記内燃機関に導入される吸気が通過する吸気通路又は前記内燃機関から排出される排気が通過する排気通路の少なくとも一部を形成するようにしてもよい。
【００２６】
ここで、シリンダブロックに接続される吸・排気通路の一部は、通路全体の支持剛性を確保する必要上クランクケースや車体などにも固定する必要があるため、前記吸・排気通路がシリンダブロックの上下移動に伴って移動しようとする際、車体などに固定されている箇所が吸・排気通路の移動を妨げ、シリンダブロックの移動を阻害する場合がある。
【００２７】
これに対し、請求項５記載の発明のように、吸気通路又は排気通路を一体不可分に形成するのではなく、シリンダブロック側通路とクランクケース側通路とに分割し、両側の通路を変位吸収手段を介して接続することによって、両側の通路がシリンダブロックとクランクケースとの相対移動の方向に沿って相対移動することが許容される。そのため、可変圧縮比機構によるシリンダブロックとクランクケースとの相対移動に伴って両側の通路も相対移動することができ、シリンダブロックとクランクケースとの相対移動を阻害しにくくなる。その結果、可変圧縮比内燃機関の圧縮比の変更をより確実に行うことができる。
【００２８】
ここで、上述した付勢力発生手段については、請求項６及び及び７記載の発明のように、前記シリンダブロック側部材と前記クランクケースに対して相対移動しない場所との間、又は、前記クランクケース側部材と前記シリンダブロック側部材との間、に設けられた弾性体としてもよい。
【００２９】
これによれば、シリンダブロックとクランクケースが離反する方向に弾性力を発生するように調整された弾性特性を有する弾性体が、クランクケースとシリンダブロックとの位置関係が相対的に離反する向きの弾性力をシリンダブロック側部材に及ぼすため、シリンダブロック側部材を介してクランクケースとシリンダブロックには相対的に離反する向きの弾性力が常にかかることになる。従って、クランクケースとシリンダブロックとを相対的に近接又は離反させることにより圧縮比を変更する可変圧縮比内燃機関において、可変圧縮比機構がシリンダブロックをクランクケースから離反させる際に、前記弾性体は可変圧縮比機構を補助する。その結果、可変圧縮比内燃機関の圧縮比の変更をより確実に行うことができ、特に低圧縮比への変更を迅速化することができる。
【００３０】
ここで、上記の弾性体の例としてはコイルばねや板ばねを挙げることができる。コイルばねについては、例えば、非可動部であるクランクケースから突出して設けられたステーにコイルばねを固定し、これによってシリンダブロック側部材を支持する形態が考えられる。また、板ばねについては、例えば、非可動部であるクランクケースから突出して設け
られたステーを板ばねによって形成し、これによってシリンダブロック側部材を支持する形態が考えられる。
【００３１】
また、上述した変位吸収手段については、請求項８記載の発明のように、筒状の外管と、前記外管の内側に摺動可能に設けられた筒状の内管と、を有し、前記外管及び内管は、前記クランクケースと前記シリンダブロックとが前記可変圧縮比機構によって相対移動される方向と平行な中心軸を有し、前記外管は、前記クランクケース側部材又は前記シリンダブロック側部材のどらか一方の一部を形成し、前記内管は、前記クランクケース側部材又は前記シリンダブロック側部材の他方の一部を形成するようにしてもよい。
【００３２】
これによれば、外管と内管とが摺動可能な方向は、可変圧縮比内燃機関におけるクランクケースとシリンダブロックとの相対移動の方向と一致するので、外管と内管とはクランクケースとシリンダブロックとの相対移動に伴って摺動することができる。そのため、吸・排気通路などの管路をシリンダブロックとクランクケースに亘って固定しなければならないような場合でも、管路をシリンダブロックに固定する可動部分とクランクケースに固定する非可動部分とに分割し、前記変位吸収手段によって両部分を接続することによって、可変圧縮比機構の動作を阻害しにくい管路を形成することができる。その結果、可変圧縮比内燃機関の圧縮比の変更をより確実に行うことができる。
【００３３】
さらに、上記の変位吸収手段については、請求項９記載の発明のように、前記外管と前記内管との結合部を覆う円筒状の可撓性部材を更に備え、
前記可撓性部材の一端は前記外管に結合され、前記可撓性部材の他端は前記内管に結合されるようにしてもよい。
【００３４】
このようにすると、外管と内管との摺動に伴って可撓性部材が変形するので、前記可撓性部材は前記摺動を妨げにくい。そのため、上述したような吸・排気通路などの管路の変位吸収手段による接続部が、密封性を保ちつつ可変圧縮比機構の動作を阻害しにくいようにできる。その結果、可変圧縮比内燃機関の圧縮比の変更をより確実に行うことができる。
【００３５】
なお、上記した本発明の課題を解決する手段については、可能な限り組み合わせて用いることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明により、シリンダブロックをクランクケースに対して相対移動させることによって内燃機関の圧縮比を変更する可変圧縮比内燃機関において、可動部であるシリンダブロックの運動性を損なう諸要因を相殺し、可変圧縮比機構のより円滑な動作を可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。
【００３８】
以下に説明する内燃機関１は、可変圧縮比内燃機関であり、シリンダ２を有するシリンダブロック３を、クランクケース４に対してシリンダ２の中心軸方向に移動させることによって圧縮比を変更するものである。
【００３９】
先ず、図１を用いて、本実施例に係る可変圧縮比内燃機関の構成について説明する。図1に示されるように、シリンダブロック３の両側下部に複数の隆起部が形成されており、この各隆起部に軸受収納孔５が形成されている。軸受収納孔５は、円形であり、シリンダ
２の軸方向に対して直角に、かつ複数のシリンダ２の配列方向に平行になるようにそれぞれ形成されている。軸受収納孔５は、シリンダブロック３の両側に形成されており、片側の複数の軸受収納孔５は全て同一軸線上に位置している。そして、シリンダブロック３の両側の軸受収納孔５の一対の軸線は平行である。
【００４０】
クランクケース４には、上述した軸受収納孔５が形成された複数の隆起部の間に位置するように、立壁部が形成されている。各立壁部のクランクケース４外側に向けられた表面には、半円形の凹部が形成されている。また、各立壁部には、ボルト６によって取り付けられるキャップ７が用意されており、キャップ７も半円形の凹部を有している。また、各立壁部にキャップ７を取り付けると、円形のカム収納孔８が形成される。カム収納孔８の形状は、上述した軸受収納孔５と同一である。
【００４１】
複数のカム収納孔８は、軸受収納孔５と同様に、シリンダブロック３をクランクケース４に取り付けたときにシリンダ２の軸方向に対して直角に、かつ、複数のシリンダ２の配列方向に平行になるようにそれぞれ形成されている。これらの複数のカム収納孔８も、シリンダブロック３の両側に形成されることとなり、片側の複数のカム収納孔８は全て同一軸線上に位置している。そして、シリンダブロック３の両側のカム収納孔８の一対の軸線は平行である。また、両側の軸受収納孔５の間の距離と、両側のカム収納孔８との間の距離は同一である。
【００４２】
交互に配置される二列の軸受収納孔５とカム収納孔８には、それぞれカム軸９が挿通される。カム軸９は、図1に示されるように、軸部９ａと、軸部９ａの中心軸に対して偏心された状態で軸部９ａに固定された正円形のカムプロフィールを有するカム部９ｂと、カム部９ｂと同一外形を有し軸部９ａに対して回転可能に取り付けられた可動軸受部９ｃとが交互に配置されている。一対のカム軸９は鏡像の関係を有している。また、カム軸９の端部には、後述するギア１０の取り付け部９ｄが形成されている。軸部９ａの中心軸と取り付け部９ｄの中心とは偏心しており、カム部９ｂの中心と取り付け部９ｄの中心とは一致している。
【００４３】
可動軸受部９ｃも、軸部９ａに対して偏心されておりその偏心量はカム部９ｂと同一である。また、各カム軸９において、複数のカム部９ｂの偏心方向は同一である。また、可動軸受部９ｃの外形は、カム部９ｂと同一直径の正円であるので、可動軸受部９ｃを回転させることで、複数のカム部９ｂの外表面と複数の可動軸受部９ｃの外側面とを一致させることができる。
【００４４】
各カム軸９の一端にはギア１０が取り付けられている。一対のカム軸９の端部に固定された一対のギア１０には、それぞれウォームギア１１ａ、１１ｂがかみ合っている。ウォームギア１１ａ、１１ｂは単一のモータ１２の一本の出力軸にとりつけられている。ウォームギア１１ａ、１１ｂは、互いに逆方向に回転する螺旋溝を有している。このため、モータ１２を回転させると、一対のカム軸９は、ギア１０を介して互いに逆方向に回転する。モータ１２は、シリンダブロック３に固定されており、シリンダブロック３と一体的に移動する。
【００４５】
次に、上述した構成の内燃機関１において圧縮比を制御する方法について詳しく説明する。図２（ａ）から図２(ｃ)にシリンダブロック３と、クランクケース４と、これら両者の間に構築されたカム軸９との関係を示した断面図を示す。図２(ａ)から図２(ｃ)において、軸部９ａの中心軸をａ、カム部９ｂの中心をｂ、可動軸受部９ｃの中心をｃとして示す。図２（ａ）は、軸部９ａの延長線上から見て全てのカム部９ｂ及び可動軸受部９ｃの外周が一致した状態である。このとき、ここでは一対の軸部９ａは、軸受収納孔５及びカム収納孔８の中で外側に位置している。
【００４６】
図２(ａ)の状態から、モータ１２を駆動して軸部９ａを矢印方向に回転させると、図２(ｂ)の状態となる。このとき、軸部９ａに対して、カム部９ｂと可動軸受部９ｃの偏心方向にずれが生じるので、クランクケース４に対してシリンダブロック３を上死点側にスライドさせることができる。そして、そのスライド量は図２(ｃ)のような状態となるまでカム軸９を回転させたときが最大となり、カム部９ｂや可動軸受部９ｃの偏心量の２倍となる。カム部９ｂ及び可動軸受部９ｃは、それぞれカム収納孔８及び軸受収納孔５の内部で回転し、それぞれカム収納孔８及び軸受収納孔５の内部で軸部９ａの位置が移動するのを許容している。
【００４７】
上述したような機構を用いることによって、シリンダブロック３をクランクケース４に対して、シリンダ２の軸線方向に相対移動させることが可能となり、圧縮比を可変制御することができる。
【００４８】
次に、本発明を上記の可変圧縮比内燃機関１へ適用した実施例を図３を用いて説明する。上記のような可変圧縮比機構を備えた可変圧縮比内燃機関１がエンジンルームの底部２１に固定されたフレーム１９に設置されている。クランクケース４の上部には、クランクケース４に対して、図示しないシリンダ２の中心軸に平行な方向に上下移動可能に、シリンダブロック３が連結されている。シリンダブロック３には吸気管１３と排気管１６が固定され、シリンダブロック側部材を構成している。フレーム１９はクランクケースに対して相対移動しないクランクケース側部材である。フレーム１９は通常のエンジンマウントであってもよい。
【００４９】
吸気管１３は、クランクケース４から突出して設けられた剛体ステー１５に固定されたばね１４によって付勢されている。ばね１４は、その弾性力の方向がシリンダブロック３の上下移動の方向と平行になるように剛体ステー１５に固定され、さらに吸気管１３と剛体ステー１５とが離反する向きの弾性力が常に発生するように調整された、付勢力発生手段である。ばね１４によって、吸気管１３は常にシリンダブロック３の上下移動の方向に沿って上方に押し上げられることになる。ばね１４の弾性力は吸気管１３を介してシリンダブロック３にも働き、シリンダブロック３がクランクケース４から離反する向きにシリンダブロック３を付勢することになる。すなわち、ばね１４は可変圧縮比機構がシリンダブロック３を上方に移動するのを補助し、その結果、可変圧縮比内燃機関１の低圧縮比側への移行が迅速化される。
【００５０】
排気管１６は、より詳しくは、シリンダブロック３に固定された可動排気管１６ａと、フレーム１９に固定された非可動排気管１６ｂとが、鞘状接続部１７によって接続されて形成されている。可動排気管１６ａはシリンダブロック３に対して相対移動しないシリンダブロック側部材であり、非可動排気管１６ｂはクランクケース４に対して相対移動しないクランクケース側部材である。鞘状接続部１７は、図５に示すように、可動排気管１６ａの端部１６ｃと非可動排気管１６ｂの端部１６ｄとを、可動排気管１６ａの端部１６ｃの内部で非可動排気管１６ｂの端部１６ｄが摺動可能なように接続し、両端部の摺動を阻害しないように可撓性を有する円筒状の蛇腹管２７で両端部の接続部を覆って、該接続部に密封性を付加した変位吸収装置である。端部１６ｄと端部１６ｃとの接続部は本発明にかかる内管と外管の結合部に相当する。可動排気管１６ａと非可動排気管１６ｂとは上記の鞘状接続部１７によって接続されているため、可変圧縮比機構によってシリンダブロック３が上方に移動するのに伴って可動排気管１６ａが上方に移動しても、可動排気管１６ａと非可動排気管１６ｂとは鞘状接続部１７の内部で摺動し、非可動排気管１６ｂがシリンダブロック３の上下移動を妨げることはない。さらに、可動排気管１６ａと非可動排気管１６ｂとは、クランクケース４に対してシリンダブロック３が上下移動する方向以外の方向に対する相対移動を制限されるため、鞘状接続部１７における、可動排気管１６ａ及
び非可動排気管１６ｂの、シリンダブロック３及びクランクケース４に対する支持剛性は損なわれにくくなっている。
【００５１】
また、可動排気管１６ａは、クランクケース４から突出して設けられた弾性体ステー１８によって支持されている。弾性体ステー１８は板ばねであり、その弾性力の方向がシリンダブロック３の上下移動の方向と平行になるようにクランクケース４に固定され、さらに可動排気管１６ａをシリンダブロック３の上下移動の方向に沿って上方に押し上げる向きの弾性力が常に発生するように調整された、付勢力発生手段である。その弾性力は可動排気管１６ａを介してシリンダブロック３にも働き、シリンダブロック３がクランクケース４から離反する向きにシリンダブロック３を付勢することになる。すなわち、弾性体ステー１８は可変圧縮比機構がシリンダブロック３を上方に移動するのを補助し、その結果、可変圧縮比内燃機関１の低圧縮比側への移行が迅速化される。
【００５２】
次に、本発明の上記の適用例とは別の実施例を、図３の場合との相違点を中心にして、図４を用いて説明する。吸気管１３は、図３における剛体ステー１５とそれに固定されたばね１４の代わりに、図４においては、エンジンルームの壁部２０から突出して設けられたフレーム２４に固定されたばね２２によって付勢されている。フレーム２４はシリンダブロック３より上方に位置し、クランクケース４に対して相対移動しないクランクケース側部材であり、ばね２２は、その弾性力の方向がシリンダブロック３の上下移動の方向と平行になるようにフレーム２４に固定され、さらに吸気管１３とフレーム２４とが近接する向きの弾性力が常に発生するように調整された、付勢力発生手段である。ばね２２によって、吸気管１３は常にシリンダブロック３の上下移動の方向に沿って上方に引き上げられることになる。その弾性力は吸気管１３を介してシリンダブロック３にも働き、シリンダブロック３がクランクケース４から離反する向きにシリンダブロック３を付勢することになる。すなわち、ばね２２は可変圧縮比機構がシリンダブロック３を上方に移動するのを補助し、その結果、可変圧縮比内燃機関１の低圧縮比側への移行が迅速化される。
【００５３】
さらに、排気管１６は、図３と同様に、シリンダブロック３に固定された可動排気管１６ａと、フレーム１９に固定された非可動排気管１６ｂとを、接続部２３によって接続されて形成されている。なお、フレーム１９も図３と同様に通常のエンジンマウントであってもよい。非可動排気管１６ｂはクランクケースから突出して設けられた剛体ステー２５によってクランクケース４にも固定されている。剛体ステー２５は、図６に示すような平板で、平板の一部を非可動排気管１６ｂが貫通するように形成されており、クランクケース４に対して相対移動しないクランクケース側部材である。接続部２３は、図５に示したような鞘状接続部１７に加えてさらに、図６に示すように、可動排気管１６ａの端部に固定された剛体平板２８と剛体ステー２５との間に挟んだばね２６によって剛体平板２８を付勢するようにしている。ばね２６は、その弾性力の方向がシリンダブロック３の上下移動の方向と平行になるように剛体平板２８と剛体ステー２５との間に固定され、さらに剛体平板２８と剛体ステー２５とが離反する向きの弾性力が常に発生するように調整された、付勢力発生手段である。ばね２６によって、可動排気管１６ａは常にシリンダブロック３の上下移動の方向に沿って上方に押し上げられることになる。その弾性力は可動排気管１６ａを介してシリンダブロック３にも働き、シリンダブロック３がクランクケース４から離反する向きにシリンダブロック３を付勢することになる。すなわち、ばね２６は可変圧縮比機構がシリンダブロック３を上方に移動するのを補助し、その結果、可変圧縮比内燃機関１の低圧縮比側への移行が迅速化される。
【００５４】
ここで、ばね２６は、図６の（Ａ）図に示したように鞘状接続部１７の周囲を取り巻くように鞘状接続部１７と同心的に設置されたばね２６ａのような様態で実施してもよいし、又は、図６の（Ｂ）図に示したように鞘状接続部１７の外側に設置された一つ又は複数のばね２６ｂのような様態で実施してもよい。
【００５５】
上記の接続部２３は本発明における付勢力発生手段と変位吸収手段とを同時に適用した実施例である。
【００５６】
また、図４および図６には図示していないが、剛体平板２８の代わりに、クランクケース４から突出して設けられた弾性体ステーによって可動排気管１６ａを支持し、この弾性体ステーの弾性力によって可動排気管１６ａを付勢する様態で鞘状接続部２３の部分を実施してもよい。この場合、二つの剛体平板の間にばねを挿入するという複雑な構造に依らずに、本発明における付勢力発生手段と変位吸収手段とを同時に実施することができる。
【００５７】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記の実施例や実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の本旨を逸脱しない範囲において種種の形態で実施し得ることは勿論である。
【００５８】
例えば、上記の実施例では付勢力発生手段又は変位吸収手段は吸気管又は排気管に対して適用したが、その他の内燃機関関連機器に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施例に係る可変圧縮比内燃機関の概略分解斜視図である。
【図２】本発明の実施例に係る可変圧縮比内燃機関におけるシリンダブロックがスライドする経過を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例に係る可変圧縮比内燃機関及びその関連機器の配置を示した図である。
【図４】本発明の実施例に係る可変圧縮比内燃機関及びその関連機器の配置の別の様態を示した図である。
【図５】本発明の実施例における鞘状接続部の詳細な構成を示した図である。
【図６】本発明の実施例における接続部の詳細な構成を示した図である。
【符号の説明】
【００６０】
１・・・内燃機関
２・・・シリンダ
３・・・シリンダブロック
４・・・クランクケース
５・・・軸受収納孔
６・・・ボルト
７・・・キャップ
８・・・カム収納孔
９・・・カム軸
９ａ・・・軸部
９ｂ・・・カム部
９ｃ・・・可動軸受部
９ｄ・・・取り付け部
１０・・・ギア
１１ａ、１１ｂ・・・ウォームギア
１２・・・モータ
１３・・・吸気管
１４・・・ばね
１５・・・剛体ステー
１６・・・排気管
１６ａ・・・可動排気管
１６ｂ・・・非可動排気管
１６ｃ・・・可動排気管１６ａの端部
１６ｄ・・・非可動排気管１６ｂの端部
１７・・・鞘状接続部
１８・・・弾性体ステー
１９・・・エンジンルームのフレーム
２０・・・エンジンルームの壁部
２１・・・エンジンルームの底部
２２・・・ばね
２３・・・接続部
２４・・・エンジンルームのフレーム
２５・・・剛体ステー
２６・・・ばね
２６ａ・・・鞘状接続部の周囲を取り巻くばね
２６ｂ・・・鞘状接続部の外側に設置されるばね
２７・・・蛇腹管
２８・・・剛体平板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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